Standar Prosedur Pengujian Departemen Pertahanan MIL-STD-883F: Sirkuit Mikro, Standar Pengujian

Standar “MIL-STD-883F Departemen Pertahanan untuk Metode Pengujian: Sirkuit Mikro, Standar Pengujian,” yang dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, menjelaskan metode, kontrol, dan prosedur seragam untuk menguji perangkat mikroelektronik yang cocok untuk digunakan dalam sistem elektronik militer dan kedirgantaraan. Ini termasuk pengujian lingkungan dasar untuk menentukan ketahanan terhadap efek berbahaya dari unsur-unsur alam dan kondisi di sekitar operasi militer dan luar angkasa, pengujian mekanis dan listrik, prosedur pengerjaan dan pelatihan, serta kontrol dan batasan lain yang dianggap perlu untuk memastikan tingkat kualitas dan keandalan yang seragam yang sesuai untuk aplikasi yang dimaksudkan dari perangkat ini.

Dalam lingkup standar ini, istilah perangkat mencakup elemen-elemen seperti mikrosirkuit monolitik, multi-chip, film, dan hibrida, susunan mikrosirkuit, dan elemen-elemen yang membentuk sirkuit dan susunan tersebut. Standar ini hanya berlaku untuk perangkat mikroelektronik. Metode pengujian, kontrol, dan prosedur yang dijelaskan di sini dirancang untuk melayani berbagai tujuan:

• Pada tingkat laboratorium dan instrumen, tujuannya adalah untuk mengidentifikasi kondisi yang sesuai yang menghasilkan hasil pengujian yang setara dengan kondisi layanan aktual yang tersedia di lapangan, dan untuk memastikan kemampuan reproduksi hasil pengujian.
• Menyelaraskan semua metode pengujian serupa yang ditemukan dalam berbagai layanan bersama dan spesifikasi perangkat mikroelektronik NASA ke dalam satu standar tunggal akan memastikan keseragaman metode-metode ini dan menghasilkan penghematan dalam peralatan, tenaga kerja, dan fasilitas pengujian.
• Untuk memastikan kualitas dan keandalan yang konsisten di antara semua perangkat yang diperiksa berdasarkan standar ini, dilakukan pengujian fisik, listrik, dan lingkungan, kontrol manufaktur, serta tingkat keseragaman dalam pengerjaan dan material.

MIL-STD-883F adalah standar keandalan dan kualitas yang paling dikenal dan diterapkan secara luas untuk perangkat mikroelektronik yang dirancang untuk digunakan dalam aplikasi militer, kedirgantaraan, dan komersial yang membutuhkan keandalan tinggi.

Standar MIL-STD-883F memiliki tiga kelas kepatuhan utama:

• Kelas M (sebelumnya Kelas S): Tingkat ruang angkasa, keandalan tertinggi (tingkat kegagalan terendah per juta komponen)
• Kelas B: Aplikasi militer dengan keandalan tinggi.
• Kelas H (sebelumnya Kelas Q): Kelas militer standar.

Revisi F merupakan restrukturisasi besar dibandingkan revisi sebelumnya. Perubahan utama yang diperkenalkan dalam revisi terbaru ini meliputi:

• Metode pengujian berkelanjutan tersebut dibagi menjadi beberapa kategori (seri 1000 untuk sirkuit mikro, seri 2000 untuk MEMS, seri 3000 untuk modul hibrida/multi-chip, seri 5000 untuk prosedur umum).
• Tabel pemindaian “Lampiran A” yang lama telah dihapus dan diganti dengan referensi ke standar “MIL-PRF-38535 Pembuatan sirkuit terpadu (mikrosirkuit)” (spesifikasi kinerja untuk mikrosirkuit).
• Perbaikan telah dilakukan pada konsep sertifikasi alur teknologi dan daftar produsen yang memenuhi syarat.
• Metode pengujian baru telah ditambahkan untuk teknologi yang terus berkembang (misalnya, pengujian tingkat wafer, pengujian burn-in untuk sirkuit mikro yang terbungkus plastik).
• Pengidentifikasi jaminan ketahanan radiasi telah diperjelas.

Standar MIL-STD-883F tetap penting karena alasan-alasan berikut:

• Sistem lama: Jutaan platform militer (satelit, rudal) dirancang dengan 883 komponen yang kompatibel dan akan memerlukan penggantian selama beberapa dekade mendatang.
• Ketahanan terhadap radiasi: Persyaratan ketahanan terhadap radiasi dalam standar ini masih menjadi tolok ukur global untuk lingkungan radiasi luar angkasa.
• Mikrosirkuit berlapis plastik: Metode 5011 menyediakan satu-satunya jalur kualifikasi militer yang diterima secara luas untuk komponen plastik komersial dalam sistem militer.
• Keandalan rantai pasokan: Berdasarkan metode pengujian ini, QML-38535 terus menjadi sertifikasi standar emas untuk pabrik mikroelektronika yang andal.

Dua puluh satu tahun setelah publikasi pertamanya, MIL-STD-883F tetap menjadi tulang punggung yang tak terbantahkan untuk jaminan keandalan mikroelektronika kelas militer dan kedirgantaraan.

Standar MIL-STD-883F membagi metode pengujian ke dalam beberapa seri terpisah untuk memudahkan pemeliharaan dan berfokus pada teknologi mikroelektronik tertentu. Metode-metode ini mencakup pengujian lingkungan, mekanik, listrik, pengerjaan, dan prosedur untuk memastikan keandalan dalam aplikasi militer dan kedirgantaraan. Standar ini dibagi menjadi beberapa bagian berikut:

• Seri 1000: Pengujian lingkungan umum untuk sirkuit mikro. Pengujian ini mengevaluasi ketahanan terhadap faktor alam seperti suhu, kelembaban, dan ketinggian.
• 1001 Tekanan barometrik, berkurang (operasi di ketinggian): Mensimulasikan kondisi ketinggian/tekanan rendah.
• 1002 Kelembapan, kondisi stabil: Mengevaluasi resistensi kelembapan dalam kondisi kelembapan terkontrol.
• 1003 Suhu penyolderan: Menguji ketahanan terhadap suhu penyolderan.
• 1004 Ketahanan terhadap kelembapan: Siklus suhu/kelembapan yang dikombinasikan dengan bias.
• 1005 Masa pakai kondisi stabil: Uji masa pakai dipercepat di bawah suhu dan tegangan tinggi.
• 1007 Parameter listrik perantara: Mengukur parameter selama tekanan lingkungan.
• 1008 Akselerasi (sentrifugasi): Menguji integritas struktural di bawah gaya g tinggi.
• Siklus suhu 1010: Guncangan termal antara suhu yang sangat panas dan sangat dingin.
• 1011 Kejutan termal: Perubahan suhu yang cepat.
• 1014 Kebocoran (kebocoran halus dan kasar): Memverifikasi penyegelan kedap udara terhadap kebocoran.
• 1015 Siklus pengisian-pengosongan: Untuk baterai isi ulang
• Konfigurasi 1016: Bukan pengujian, tetapi tempat penampung untuk konfigurasi khusus perangkat.
• Radiasi pengion 1018¹⁸ (dosis total): Toleransi radiasi untuk aplikasi luar angkasa.
• 1019 Kerusakan perpindahan (radiasi): Efek perpindahan kisi.
• 1020 Tingkat dosis: Uji radiasi tingkat dosis tinggi.
• 1021 Penguncian: Kerentanan terhadap penguncian yang disebabkan oleh radiasi.
• 1023 Dampak peristiwa tunggal: Gangguan, pembakaran, atau insiden yang disebabkan oleh partikel tunggal.
• Seri 2000: Pengujian mekanis dan pengerjaan untuk sirkuit mikro. Pengujian ini berfokus pada integritas fisik, kualitas perakitan, dan kerusakan selama pengiriman.
• 2001 Guncangan mekanis: Ketahanan terhadap guncangan benturan yang tinggi.
• 2002 Percepatan keadaan tunak: Efek percepatan keadaan tunak.
• 2003: Kemampuan penyolderan: Memastikan bahwa kaki-kaki komponen dapat disolder dengan andal.
• 2004 Ketahanan terhadap panas penyolderan: Fungsionalitas pasca-penyolderan.
• 2005 Getaran frekuensi variabel: Uji getaran sinusoidal.
• Masa pakai tahun 2006: Ketahanan dalam pengoperasian di bawah daya.
• 2007 Getaran non-operasional (acak): Profil getaran acak.
• Inspeksi visual eksternal tahun 2009: Cacat pada kemasan eksternal.
• Inspeksi visual internal tahun 2010 (sebelum penutup dilepas): Kualitas cetakan dan kawat penghubung.
• Pemeriksaan radiografi 2012: Sinar-X untuk rongga/retakan internal.
• Mikroskop elektron pemindaian 2013: Pencitraan resolusi tinggi untuk cacat.
• Inspeksi visual internal untuk modul Hybrid/multi-chip (MCM) tahun 2017: Kualitas modul multi-chip.
• Integritas metalisasi interkoneksi 2018: Inspeksi oksida non-planar.
• Deteksi kebisingan dampak partikel 2020: Mendeteksi partikel lepas.
• Kemampuan penyolderan ujung pita tahun 2022: Untuk ujung datar hingga lebar 1,27 mm.
• Pemasangan serat optik 2027: Kekuatan koneksi serat optik.
• Seri 3000: Pengujian listrik untuk sirkuit mikro. Pengujian ini mengevaluasi karakteristik dan kinerja listrik di bawah tegangan.
• 3001 Karakterisasi listrik: Parameter dasar DC/AC.
• 3005 Analisis kesalahan dan cacat: Investigasi akar penyebab.
• 3008 Tarikan bantalan bola: Kekuatan sambungan kawat.
• 3009 Gaya geser sambungan bola: Gaya geser pada sambungan.
• 3010 Kemampuan penyolderan (celup dan lihat): Visualisasi pembasahan solder.
• 3014 Kondisi beban: Kapasitas penggerak keluaran.
• 3015 Tegangan dan arus: Toleransi suplai
• 3019 Pembumian dan impedansi catu daya: Untuk paket digital.
• 3020 Arus bocor keluaran tingkat rendah impedansi tinggi (kondisi mati): Kebocoran kondisi mati.
• Seri 5000: Kualifikasi, penyaringan, dan prosedur umum. Fokusnya adalah pada kepatuhan tingkat tinggi dan pengendalian proses:
• 5004 Prosedur penyaringan (Kelas H, B, M): Alur penyaringan 100%.
• 5005 Audit mutu dan kesesuaian: Persyaratan QML.
• 5010 Pengemasan dan penanganan sirkuit mikro: ESD dan kontrol transportasi.
• Kualifikasi 5011 PEM: Untuk sirkuit mikro yang dikapsulasi plastik untuk penggunaan militer.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan staf yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian kepada bisnis sesuai dengan "Standar metode pengujian Departemen Pertahanan MIL-STD-883F: Sirkuit Mikro, standar pengujian".